3. ENZYME CỐ ĐỊNH
3.4.1.Sản xuất fructose nhờ enzyme glucose isomerase
D-glucose không thể được thay thế trực tiếp từ đường sucrose bởi vì glucose ít ngọt hơn. Hơn nữa, tinh thể glucose trong dung dịch đậm đặc có thể làm cho quá trình khó thực hiện hơn. Để loại bỏ những trở ngại này người ta chuyển đổi từ dạng đồng phân glucose sang fructose, sử dụng enzyme glucose isomerase.
Hệ số cân bằng của phản ứng này ở 50oC gần bằng 1, gia trị này không thay đổi lớn theo nhiệt độ bởi vì ước lượng nhiệt của phản ứng này là 1kcal/mol. Kết quả là sản phẩm có chứa glucose và frucose theo tỷ lệ 1:1. Hỗn hợp này ngọt hơn so với glucose đơn lẻ và rất phù hợp để thay thế đường trong nhiều ứng dụng như sản xuất nước giải khát, thực phẩm và làm bánh kẹo. Sở dĩ sản phẩm cuối ngọt hơn là do có chứa nhiều fructose.
Enzyme ngoại bào glucose isomerase được tạo ra bởi nhiều vi sinh vật, cụ thể là Arthobacter và
Streptomyces sp. Nhu cầu phá vỡ tế bào mà không phá hủy enzyme làm cho glucose isomerase co giá thành cao hơn so với các enzyme thủy giải ngoại bào khác. Hơn nữa, glucose isomerase rất nhạt cảm với một số tác nhân kìm hãm. Cả hai yếu tố này cho thấy duy trì enzyme ở dạng cố định dưới những điều kiện phản ứng được kiểm soát tốt là một biện pháp cần được thực hiện. Người ta đã cố định glucose isomerase dưới dạng kết hợp với collagen, bông hay một vài loại tác nhân gắn kết khác.
Hình 3.1. Sơ đồ sản xuất fructose siro từ tinh bột bắp sử dụng enzyme glucose isomerase cố định
Có nhiều công đoạn tách lọc và xử lý giữa quá trình đường hóa và đồng phân hóa phải thỏa mãn các điều kiện cơ bản của enzyme học: để tối ưu hóa độ ổn định nhiệt của α-amylase được sử dụng trong giai đoạn hóa lỏng (nhiệt độ của giai đoạn này vào khoảng 105oC) thì cần sử dụng ion canxi. Mặt khác, nhưng ion này ức chế glucose isomerase, và chúng được loại bỏ nhờ quá trình trao đổi ion trước khi dung dịch đường dextrose được cho vào thiết bị thực hiện phản ứng isomer hóa.
CÔNG NGHỆ ENZYME